表面の粗さ,切断力,および温度を超音波による振動補助加工で多目的的に最適化

科学分野:

• 材料科学
• 製造エンジニアリング
• 機械工学

背景:

• タイタニウム合金 (Ti-6Al-4V) は,航空宇宙において重要であるが,低熱伝導性と高い化学活性により機械化が困難である.
• タイタンの合金の一般的な磨き (CM) は,高い切削温度,工具の磨き,および加工品の表面の損傷につながる.

研究 の 目的:

• タイタンの合金による超音波振動補助磨き (UAM) の表面粗さ,切断力,および温度に対するプロセスパラメータの影響を調査する.
• 灰色のリレーショナル分析を使用してUAMパラメータの多目的最適化を行う.

主な方法:

• UAMとCMのプロセスを分析するために,4つの因子と4つのレベルを持つ直交実験が設計されました.
• 多目的の最適化問題を単一目的のグレー関係度最適化問題に変換するために,グレー関係分析を使用した.

主要な成果:

• 最適化されたUAMパラメータは,6μmの超音波幅,6000rpmのスピンドル速度,0.20mmの切断深さ,および200mm/minの供給速度であった.
• 表面の粗さ (Sa) は0.268μm,切断温度は255.39°C,切断力はFX=5.2N,FY=7.9N,FZ=6.4Nであった.

結論:

• 最適化されたUAMプロセスは,チタン合金に対する加工品質を大幅に向上させます.
• UAMは,従来の磨きと比較して切断力と温度を効果的に削減し,効率とコンポーネントの完全性を改善します.